醫(yī)療二類場所加裝IT系統(tǒng)可降低觸電電壓和對地漏電流

    一、醫(yī)療領(lǐng)域選用IT系統(tǒng)(中性點不接地配電系統(tǒng))的必要性
    (一)IT系統(tǒng)因降低了觸電電壓和電網(wǎng)對地漏電流(有效控制對心臟的直接漏電),故人身觸電危險被降到*小程度。
           眾所周知,當(dāng)用電設(shè)備對人體心臟直接漏電達(dá)到10μА時,會導(dǎo)致患者觸電身亡,醫(yī)學(xué)上稱之為“微電擊”。而在一般民用建筑中常規(guī)選用的RCD、ELCB等對地漏電斷路器,其動作響應(yīng)值均為30mA,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足醫(yī)療領(lǐng)域的要求?,F(xiàn)在**上針對醫(yī)療領(lǐng)域中的手術(shù)室、ICU、CCU等重要場所通常采用局部“中性點不接地的供電系統(tǒng)”(IEC標(biāo)準(zhǔn)稱之為“醫(yī)療IT系統(tǒng)”或“隔離電源系統(tǒng)”)供電。通過單相0.5KVA~10KVA的隔離變壓器為這些場所供電,可以防止其他供電回路中的漏電流通過接地線竄入手術(shù)室、ICU、CCU等2類醫(yī)療場所的醫(yī)療電器設(shè)備上,從而避免因此對患者所構(gòu)成的威脅。
           其次,一旦隔離電源系統(tǒng)中所接的負(fù)載(如各種醫(yī)療電器設(shè)備、配電元器件、配電線路等)出現(xiàn)對地絕緣故障,因為電源端無接地線,故漏電流對地不能構(gòu)成回路,對地只能產(chǎn)生一個微弱的容性漏電流,從而*大限度保護(hù)了患者免遭漏電的傷害。
    (二)IT系統(tǒng)一旦出現(xiàn)**個對地漏電故障,不會導(dǎo)致系統(tǒng)斷路器或熔斷器動作,因而保證了電源供電的性
           在醫(yī)療領(lǐng)域,某些場所對供電持續(xù)性要求很高,故設(shè)計成兩路(甚至三路)電源(TN-S供電系統(tǒng))自動切換,以保證這些特殊場所的供電連續(xù)性。但如果在負(fù)載端出現(xiàn)相對地絕緣故障時,故障電流將經(jīng)過電源中性點對地構(gòu)成回路,從而形成一個較大的故障電流,使上一級斷路器或熔斷器因過電流動作,*終導(dǎo)致供電中斷。而如果在這些特殊場所局部采用IT配電系統(tǒng)時,因其電源中性點不接地,當(dāng)負(fù)載端出現(xiàn)**點相對地絕緣故障時,對地不能構(gòu)成回路,只會產(chǎn)生一個很小的容性漏電,對人體不會產(chǎn)生危害,同時也不會導(dǎo)致斷路器或熔斷器動作,從而保證了重要醫(yī)療場所供電的持續(xù)性與性。
    (三)IT系統(tǒng)因降低了對地漏電流,提高了*性
    二、國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范
           許多國家和**標(biāo)準(zhǔn)都對醫(yī)療領(lǐng)域,尤其是手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、心臟監(jiān)護(hù)室等的配電系統(tǒng)作了特殊的規(guī)定。其目的就是保證為這些場所內(nèi)的電器設(shè)備提供一個、的電源,以確?;颊叩摹O嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表
    表1國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)名稱
    1  
           在中國GB16895.24-2005和**電工**IEC60364-7-710:2002標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定,在醫(yī)療領(lǐng)域2類醫(yī)療場所內(nèi),用于維持生命的、外科手術(shù)的和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)療電器設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路應(yīng)選用帶絕緣監(jiān)視的醫(yī)療IT系統(tǒng)供電。
           我國2008年8月1日正式實施的《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中12.8.6醫(yī)療場所采用IT系統(tǒng)供電時應(yīng)符合下列規(guī)定:
    (1)在2類醫(yī)療場所內(nèi),用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)用電氣設(shè)備和系統(tǒng)的供電回路,均應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)。
    (2)用途相同且相毗鄰的房間內(nèi),至少應(yīng)設(shè)置一個立的醫(yī)療IT系統(tǒng)。醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)配置一個交流內(nèi)阻抗不少于100kΩ的絕緣監(jiān)測器并滿足下列要求:①測試電壓不應(yīng)大于直流25V;②注入電流的峰值不應(yīng)大于1mA;③*遲在絕緣電阻降至50kΩ時,應(yīng)發(fā)出信號,并應(yīng)配置試驗此功能的器具。
    (3)每個醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)設(shè)在醫(yī)務(wù)人員可以經(jīng)常監(jiān)視的地方,并應(yīng)裝設(shè)配備有下列功能組件的聲光報警系統(tǒng):①應(yīng)以綠燈亮表示工作正常;②當(dāng)絕緣電阻下降到*小整定值時,黃燈應(yīng)點亮,且應(yīng)不能或斷開該亮燈指示;③當(dāng)絕緣電阻下降到*小整定值時,可音響報警動作,該音響報警可解除;④當(dāng)故障被恢復(fù)正常后,黃色信號應(yīng)熄滅。當(dāng)只有一臺設(shè)備由單臺**的醫(yī)療IT變壓器供電時,該變壓器可不裝設(shè)絕緣監(jiān)測器。
    (4)醫(yī)療IT變壓器應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷和過熱的監(jiān)測裝置。12.8.10輔助等電位聯(lián)結(jié)應(yīng)符合下列規(guī)定:當(dāng)變壓器以額定電壓和額定頻率供電時,空載時出線繞組測得的對地泄露電流和外護(hù)物的泄露電流均不應(yīng)**過0.5mA。
    (5)用于移動式和固定式設(shè)備的醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)采用單相隔離變壓器,其額定輸出容量不應(yīng)小于0.5KVA,并不應(yīng)**過10KVA。同時,在條文說明中規(guī)定12.8.1~12.8.6,12.8.10是根據(jù)《特殊裝置或場所的要求醫(yī)療場所》GB16895.24的規(guī)定。其中2類場所包括:搶救室(門診手術(shù)室)、手術(shù)室、CU室、導(dǎo)管介入室、血管照影檢查室。
    三、醫(yī)療建筑如何設(shè)計選用IT系統(tǒng)
    (一)根據(jù)*新的GB16895.24-2005標(biāo)準(zhǔn),將用于不同目的的醫(yī)療房間劃分為0類、1類和2類場所
    (1)0類場所:不使用接觸部件的場所,例如:門診室、候診室、按摩室等。
    (2)1類場所:醫(yī)療設(shè)備的接觸部件接觸軀體外部或醫(yī)療設(shè)備的斷電不會對病人或診斷造成危害的醫(yī)療場所,例如:病房、產(chǎn)房、X光室等。
    (3)2類場所:醫(yī)療電器設(shè)備的微弱漏電或斷電將導(dǎo)致病人生命危險的醫(yī)療場所,例如:急診搶救室、手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)室、
    2
    造影檢查室、心導(dǎo)管室、早產(chǎn)兒監(jiān)護(hù)室等。在2類醫(yī)療場所,使用帶絕緣監(jiān)視的隔離電源系統(tǒng)(IT系統(tǒng))供電。在0類和1類醫(yī)療場所,可以使用中性點接地系統(tǒng)(TN-S系統(tǒng))供電。
    (二)建議接入IT系統(tǒng)的用電設(shè)備
           在患者體表或體內(nèi)使用的實時監(jiān)視儀器、手術(shù)儀器設(shè)備、支持患者生命或軀體功能的設(shè)備、用于打開心臟、大腦等器官的設(shè)備,如呼吸機、恒溫培養(yǎng)箱、透析機、麻醉機、心電監(jiān)護(hù)設(shè)備、高頻外科設(shè)備、電、輸液泵、泵、心肺機、心力記錄器、脈壓機、心律電子脈沖調(diào)節(jié)器及體外循環(huán)機等。
    四、IT系統(tǒng)的基本配置
    (一)醫(yī)療**隔離變壓器
            根據(jù)手術(shù)室規(guī)模及常見手術(shù)類型并考慮一定的備用容量,計算所需醫(yī)用隔離變壓器的容量。根據(jù)中國GB16895.24-2005和**電工**IEC60364-7-710:2002標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:“醫(yī)療IT系統(tǒng)應(yīng)采用單相隔離變壓器,其額定輸出容量不應(yīng)小于0.5KVA,但不應(yīng)**過10KVA”。建議一間手術(shù)室配置一套隔離變壓器。隔離變壓器一般有(單相/三相)*/4/5/6.3/8/10KVA六種規(guī)格可供選擇。
    表2報警顯示狀態(tài)及含義
    3
            變壓器初級繞組與次級繞組立纏繞,在初級繞組和次級繞組之間有屏蔽層,并連接到立的端子上,變壓器的固定架與鐵芯隔離。變壓器內(nèi)置溫度傳感器,可通過絕緣監(jiān)視儀對變壓器溫度進(jìn)行監(jiān)測并發(fā)出**溫報警。
    (二)醫(yī)療**絕緣監(jiān)視儀
           一個隔離電源系統(tǒng)配一臺絕緣監(jiān)視儀,對該隔離電源系統(tǒng)中所有回路的絕緣狀況進(jìn)行實時監(jiān)測并發(fā)出報警信息。
           新型醫(yī)療**絕緣監(jiān)視儀采用AMP脈沖測量法,AMP脈沖測量法比傳統(tǒng)的疊加直流測量電壓的方法較,其基于一個時鐘測量電壓,這個測量電壓由微處理器控制,能自動與被監(jiān)視系統(tǒng)狀況相適應(yīng),具有很強的抗干擾能力。能適應(yīng)當(dāng)今現(xiàn)代化的具有各種干擾因素的電網(wǎng)系統(tǒng)(關(guān)鍵是變頻成份、直流成份和電磁干擾)。對具備各種頻率、波形的醫(yī)療電器設(shè)備的監(jiān)視尤為適用。醫(yī)療**絕緣監(jiān)視儀絕緣狀況響應(yīng)值在50千歐~500千歐范圍內(nèi)可調(diào);過負(fù)荷監(jiān)視響應(yīng)值在~50A范圍內(nèi)可調(diào);變壓器繞組溫度**過120℃時發(fā)出**溫報警;變壓器負(fù)荷監(jiān)視,并顯示當(dāng)前負(fù)荷與額定負(fù)荷的百分比;具有多種接線監(jiān)視功能,提高監(jiān)視性;液晶顯示測量結(jié)果,發(fā)光二管報警;具有菜單控制及通電自檢功能。
    (三)變壓器負(fù)載和溫度
            在變壓器后配電線路配置電流互感器,用于配合絕緣監(jiān)視儀對醫(yī)用隔離變壓器的負(fù)荷情況進(jìn)行監(jiān)測。
    (四)外接報警顯示設(shè)備
           報警顯示設(shè)備可對某一隔離電源系統(tǒng)進(jìn)行多點報警顯示。即可同時裝于手術(shù)室、護(hù)士站、集中控制室等多個場所。系統(tǒng)配置報警顯示設(shè)備的數(shù)量由需要報警顯示的地點的數(shù)量決定,每個IT系統(tǒng)至少配置一臺外接報警顯示儀。
           報警顯示設(shè)備可并聯(lián)多個外接顯示,分別安裝在不同的場所。同步液晶/數(shù)碼管顯示絕緣監(jiān)視儀上的測量和報警信息(表2)。
    (五)儀器**電源
            內(nèi)部轉(zhuǎn)換電源,將AC230V轉(zhuǎn)換為AC/DC24V。給外接報警顯示設(shè)備供電,一個儀器**電源*多可給3個外接報警顯示設(shè)備提供電源。
    (六)絕緣故障定位系統(tǒng)
           根據(jù)實際需求,當(dāng)隔離電源系統(tǒng)回路數(shù)過多或用戶有“在不斷電的情況下、檢測故障所處回路”的要求時,可加裝該定位系統(tǒng),用于在線查找發(fā)生對地故障的回路。
    三、醫(yī)用隔離電源監(jiān)控系統(tǒng)的選型與應(yīng)用
    (一)概述
           隨著電子醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)院領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,漏電流對病人構(gòu)成的威脅也越來越大,尤其是那些生命攸關(guān)的場所,病人在手術(shù)中或麻醉狀態(tài)下,各種電、傳感器直接插入人體內(nèi),微小的漏電流都有可能導(dǎo)致病人觸電身亡。另外有些醫(yī)療設(shè)備用于維持重癥病人的生命,一旦設(shè)備停電,也會對病人的生命構(gòu)成威脅。因此,對于醫(yī)療這一特殊場所的電氣設(shè)計,應(yīng)嚴(yán)格按照和規(guī)范進(jìn)行。安科瑞醫(yī)用IT系統(tǒng)絕緣監(jiān)測故障定位裝置及系統(tǒng)適用于醫(yī)院的手術(shù)室、ICU(CCU)監(jiān)護(hù)病房等重要場所,能為這類場所提供、連續(xù)、的供電解決方案。
    (二)應(yīng)用場所
           適用于醫(yī)院的手術(shù)室、各類重癥監(jiān)護(hù)室、搶救室、室及造影室等醫(yī)療二類場所的醫(yī)用隔離電源系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及自動化。
    (三)系統(tǒng)架構(gòu)
    4
    四、系統(tǒng)功能
           安科瑞IT配電監(jiān)控系統(tǒng)是基于觸摸屏軟件設(shè)計,軟件具有遠(yuǎn)程測量、遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和遠(yuǎn)程自檢等多種功能,為各類場所的IT配電系統(tǒng)的集中監(jiān)控提供了強大的系統(tǒng)集成工具。軟件的主要功能如下:
    5
    一次圖和現(xiàn)場分布顯示
           系統(tǒng)具有一次圖及現(xiàn)場分布圖顯示功能,能直觀的了解并及時地發(fā)現(xiàn)IT供電系統(tǒng)的報警或區(qū)域,從而方便人員及時到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行故障排查;
    實時數(shù)據(jù)采集與顯示
           利用安裝于各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀表和絕緣故障定位儀表,采集各隔離電源系統(tǒng)的參數(shù)。采集到的數(shù)據(jù)實時顯示在監(jiān)控系統(tǒng)界面,這些監(jiān)測參量含IT系統(tǒng)對地絕緣電阻、變壓器負(fù)荷電流、變壓器繞組溫度及絕緣故障回路等。
    6
    故障報警
           將各IT配電系統(tǒng)出現(xiàn)的各類故障,如絕緣故障、過載故障、**溫故障以及接線斷線故障等信息進(jìn)行統(tǒng)一處理和記錄,并可直接在顯示界面上彈出顯示故障類型、監(jiān)測值、故障地點以及故障發(fā)生時間等信息。同時啟動監(jiān)控系統(tǒng)的聲光報警系統(tǒng),及時提醒相關(guān)人員,進(jìn)行故障處理。其中,聲音報警信號可被手動。
    遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和查詢
           通過系統(tǒng),可根據(jù)要求遠(yuǎn)程調(diào)整和設(shè)置各IT配電系統(tǒng)中絕緣監(jiān)測儀的各類報警參數(shù)閾值,也可以任意查看這些報警參數(shù)值。參數(shù)包括絕緣報警值、負(fù)載電流報警值和隔離變壓器溫度報警值等。
    7
    圖形顯示功能
           系統(tǒng)可以以曲線的形式,顯示各IT配電系統(tǒng)的絕緣狀況、負(fù)載狀況,以及隔離變壓器的溫升狀況,以及它們的變化趨勢,以便于分管理人員了解和分析各電源系統(tǒng)的運行變化情況,有針對性的對某些系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。
    五、安科瑞產(chǎn)品功能和技術(shù)參數(shù)
    5
    六、結(jié)束語
           作為電氣設(shè)計人員,一方面期待著國家有關(guān)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與**接軌,進(jìn)一步完善。另一方面在設(shè)計過程中,應(yīng)推廣采用**技術(shù),體現(xiàn)“以人為本、**”的設(shè)計理念,為患者和醫(yī)護(hù)提供一個技術(shù)**、功能齊全、的醫(yī)療環(huán)境。
    參考文獻(xiàn)
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    [2]黃妙慶,等.建筑物電氣裝置*7-710部分:特殊裝置或場所的要求-醫(yī)療場所GB16895.24-2005[M]北京:中國工業(yè)出版社
    [3]穆景光, 劉勇 ,李兆光, 唐建勛.醫(yī)療 IT 系統(tǒng)在醫(yī)院電氣設(shè)計中的應(yīng)用

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